公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-工程热力学-1.7水蒸气和湿空气

公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-工程热力学-1.7水蒸气和湿空气[单选题]1.确定湿空气的热力状态需要的独立参数为()。[2014年真题]A.1个B.2个C.3个（江南博哥）D.4个正确答案：C参考解析：相律公式为：r＝k－f＋2。式中，r为需要的独立参数；k为组元数；f为相数。湿空气是指由空气与水蒸气组合而成的二元单相混合工质，即组元数k＝2，相数f＝1，则需要的独立参数r＝2－1＋2＝3。因此，要确定湿空气的热力状态需要的独立参数为3个。[单选题]2.确定水蒸气两相区域焓、熵等热力参数需要给定参数()。[2011年真题]A.xB.P和TC.P和vD.P和x正确答案：D参考解析：两相区即汽液共存状态，温度T、压力p和比体积v是一一对应的。干度x的定义为：汽液共存物中，汽相的质量分数或摩尔分数。对于饱和液相，干度x＝0；饱和气相，干度x＝1。两种状态的焓差表示水的汽化潜热，不同的干度对应不同的焓值以及不同的热力参数。确定水蒸气两相区域焓、熵等热力参数需要两个给定参数，即T、p和v中的任意一个以及干度x。[单选题]3.水蒸气在定压发生过程中，当压力超过临界值，汽液两项在过程中()。[2019年真题]A.不存在B.一定存在C.可以存在D.需要给定干度参数正确答案：A参考解析：水蒸气在定压发生过程中，当压力超过临界值，水蒸气的状态全部为过热蒸汽，因此汽液两项在该过程中不存在。[单选题]4.水蒸气在定压发生过程中，当温度超过临界点后，由液体转化为蒸汽的过程()。[2016年真题]A.不存在B.瞬间完成C.存在D.需要其他参数确定过程正确答案：B参考解析：温度超过临界温度以后，气液平衡共存的状态不复存在，水只以气态出现，水蒸气汽化过程在超过临界点后是瞬间完成的。[单选题]5.水在定压下被加热可从未饱和水变成过热蒸汽，此过程可分为三个阶段，其中包含的状态有()种。[2005年真题]A.3B.4C.5D.6正确答案：C参考解析：水在定压状态下从未饱和水状态被加热成过热蒸汽状态的过程分为三个阶段，即预热、汽化和过热三个阶段，其中包含五种状态，即未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态和过热蒸汽状态。[单选题]6.湿空气是干空气和水蒸气组成的混合气体，工程应用中水蒸气()。[2013年真题]A.是理想气体B.是实际气体，必须按水蒸气图表计算C.是实际气体，近似作为理想气体D.有时作为理想气体，有时作为实际气体正确答案：B参考解析：水蒸气是由液态水汽化而来的一种气体，离液相较近，不能把它当作理想气体处理。它的性质比一般的实际气体复杂的多，工程应用水蒸气时要严格按照水蒸气的热力性质图表来计算。[单选题]7.水蒸气的干度被定义为()。[2007年真题]A.饱和水的质量与湿蒸汽的质量之比B.干蒸汽的质量与湿蒸汽的质量之比C.干蒸汽的质量与饱和水的质量之比D.饱和水的质量与干蒸汽的质量之比正确答案：B参考解析：在湿饱和蒸汽区，湿蒸汽的成分用干度x表示，干度x是指1kg湿饱和蒸汽中含有干蒸汽的质量，即干度x为干蒸汽的质量与湿蒸汽的质量之比。[单选题]8.湿空气是由()。[2005年真题]A.湿饱和蒸汽与干空气组成的混合物B.干空气与过热蒸汽组成的混合物C.干空气与水蒸气组成的混合物D.湿蒸汽与过热蒸汽组成的混合物正确答案：C参考解析：湿空气是由干空气（不含水蒸气的空气）和少量水蒸气组成的气体混合物，可以视为理想气体混合物。湿蒸汽为饱和水和干饱和蒸汽的混合物，属于两相共存的一种物质，而湿空气为混合气体。[单选题]9.如果湿空气的总压力为0.1MPa，水蒸气分压为2.3kPa，则湿空气的含湿量约为()。[2018年真题]A.5g/kg（a）B.10g/kg（a）C.15g/kg（a）D.20g/kg（a）正确答案：C参考解析：由题意可知，总压力P＝0.1MPa＝100kPa，水蒸气分压力Pw＝2.3kPa，则含湿量d＝0.622Pw/（P－Pw）＝0.622×2.3/（100－2.3）＝0.0146kg/kg（a）＝14.6g/kg（a）。计算结果与C项最接近。[单选题]10.两股湿空气混合，其流量为ma1＝2kg/s，和ma2＝1kg/s，含湿量分别为d1＝12g/kg（a）和d2＝21g/kg（a），混合后的含湿量为()。[2017年真题]A.18g/kg（a）B.16g/kg（a）C.15g/kg（a）D.13g/kg（a）正确答案：C参考解析：两股湿空气混合前后干空气和水蒸气的质量守恒，即ma1d1＋ma2d2＝（ma1＋ma2）dc，则混合后的含湿量dc＝（ma1d1＋ma2d2）/（ma1＋ma2）＝（2×12＋1×21）/（2＋1）＝15g/kg（a）。[单选题]11.湿空气的含湿量是指()。[2007年真题]A.1kg干空气中所含有的水蒸气质量B.1m3干空气中所含有的水蒸气质量C.1kg湿空气中所含有的水蒸气质量D.1kg湿空气中所含有的干空气质量正确答案：A参考解析：湿空气的含湿量是指1kg干空气中所含有的水蒸气质量，即湿空气中的水蒸气质量mv与干空气质量ma的比值。湿空气的含湿量的定义式为：d＝mv/ma＝0.622pv（p－pv）。式中，pv为水蒸气分压力；p为大气压。[单选题]12.水蒸气的干度为x，从水蒸气表中查得饱和水的焓为h′，湿饱和蒸汽的焓为h″，计算湿蒸汽焓的表达式是()。[2008年真题]A.h＝h′＋x（h″－h′）B.h＝x（h″－h′）C.h＝h′－x（h″－h′）D.h＝h″＋x（h″－h′）正确答案：A参考解析：湿蒸汽干度x是指1kg湿蒸汽中含有的干蒸汽的质量，即每千克质量的湿蒸汽中应有xkg的干饱和蒸汽和（1－x）kg的饱和水。故湿蒸气焓h＝（1－x）h′＋xh″＝h′＋x（h″－h′）。此外，干度x＝（h－h′）/（h″－h′）。[单选题]13.同样温度和总压力下，湿空气中脱除水蒸气时，其密度会()。[2018年真题]A.不变B.减小C.增大D.不定正确答案：C参考解析：水蒸气摩尔质量M为18g/mol，干空气平均摩尔质量M为29g/mol，则湿空气中水蒸气被脱除后会使得其平均摩尔质量增大。湿空气可以看作理想气体。根据理想气体公式ρ＝pM/（RT），因为温度T和压力p不变，摩尔气体常数R为常数，湿空气平均摩尔质量M增大，则密度ρ增大。[单选题]14.湿空气的焓可用h＝1.01t＋0.001d（2501＋1.85t）来计算，其中温度t是指()。[2009年真题]A.湿球温度B.干球温度C.露点温度D.任意给定的温度正确答案：B参考解析：湿空气的焓包括干空气的焓值（等式右端第一项）以及水蒸气的焓值（等式右端第二项）两部分。式中，系数1.01为空气定压比热容；t为湿空气的干球温度；d为含湿量；2501为0℃时水的汽化潜热；系数1.85为常温下水蒸气的平均定压比热容。[单选题]15.湿空气的焓可用h＝1.01t＋0.001d（2501＋1.85t）来计算，其中给定数字1.85是()。[2008年真题]A.干空气的定压平均质量比热容B.水蒸气的定容平均质量比热容C.干空气的定容平均质量比热容D.水蒸气的定压平均比热容正确答案：D参考解析：湿空气的焓包括干空气的焓值（等式右端第一项）以及水蒸气的焓值（等式右端第二项）两部分。式中，系数1.01为空气定压比热容；t为湿空气的干球温度；d为含湿量；2501为0℃时水的汽化潜热；系数1.85为常温下水蒸气的平均定压比热容。[单选题]16.湿饱和蒸汽是由饱和水和干饱和蒸汽组成的混合物，表示湿饱和蒸汽的成分用()。[2006年真题]A.干度B.含湿量C.容积成分D.绝对湿度正确答案：A参考解析：A项，在湿饱和蒸汽区中，湿蒸汽的成分用干度x表示。干度x是指1kg湿饱和蒸汽中含有干蒸汽的质量，即干蒸汽的质量与湿蒸汽的质量之比。B项，含湿量为湿空气中的水蒸气质量与干空气质量的比值，反映水蒸气分压力的大小。C项，容积成分不用来描述湿蒸汽。D项，绝对湿度为单位体积湿空气所含的水蒸气质量，在数值上等于水蒸气的密度。[单选题]17.在绝热条件下向未饱和湿空气中喷淋，水的过程具有______的特性。()[2019年真题]A.h2＝h1，t2＝t1，φ2＞φ1B.h2＝h1，t2＜t1，φ2＞φ1C.h2＞h1，t2＝t1，φ2＞φ1D.h2＞h1，t2＜t1，φ2＝φ1正确答案：B参考解析：由于绝热，因此Q＝0，h2＝h1；由焓湿图可得，向未饱和湿空气中喷淋，温度t下降，湿度φ升高，即t2＜t1，φ2＞φ1。[单选题]18.饱和湿空气的露点温度td，湿球温度tw及干球温度t之间的关系为()。[2010年真题]A.td＜tw＜tB.td＝tw＝tC.td＝tw＜tD.td＞tw＞t正确答案：B参考解析：露点温度td是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度；湿球温度tw是定焓冷却至饱和湿空气时的温度；干球温度t为环境温度。饱和湿空气的三者的关系为：td＝tw＝t；未饱和湿空气三者的关系为：td＜tw＜t。[单选题]19.夏季皮肤感觉潮湿时，可能因为空气中()。[2012年真题]A.空气压力低B.空气压力高C.相对湿度大D.空气湿度高正确答案：C参考解析：相对湿度φ值大小反映湿空气的水蒸气含量接近饱和的程度，反映空气潮湿或干燥的程度，也反映湿空气的吸湿能力。夏季空气相对湿度大，近于饱和湿空气状态，皮肤的湿度低于空气的相对湿度，水蒸气从空气转移到皮肤上，所以皮肤感到潮湿。[单选题]20.4m3湿空气的质量是4.55kg，其中干空气4.47kg，此时湿空气的绝对湿度是()kg/m3。[2006年真题]A.1.14B.1.12C.0.02D.0.03正确答案：C参考解析：湿空气的绝对湿度ρs为1m3湿空气中所具有的水蒸气的质量，又称湿空气的密度，则湿空气的绝对湿度为水蒸气的质量mv与湿空气体积V的比值即ρs＝mv/V。因此，该湿空气的绝对湿度ρs＝mv/V＝（4.55－4.47）/4＝0.02kg/m3。[单选题]21.对水蒸气而言，下列说法错误的是()。A.某一饱和温度必对应于某一饱和压力B.水蒸气的内能和焓是温度的单值性函数C.在湿蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功D.湿蒸汽是指混有饱和水滴的饱和水蒸气正确答案：B参考解析：AB两项，水蒸气不能看作理想气体，故水蒸气的内能和焓不是温度的单值函数，而是温度和压力的函数，但某一饱和温度必对应于某一饱和压力。湿蒸汽为饱和水和干饱和蒸汽的混合物，是汽液平衡共存的一系列状态，各状态的混合比例不同。CD两项，湿蒸汽是指混有饱和水滴的饱和水蒸气，在湿蒸汽的定温过程中，内能是温度和压力的函数，饱和温度不变，压力也不发生变化，因此，湿蒸汽的内部储存能变化ΔU＝0，根据热力学第一定律可得，Q＝ΔU＋W＝W，即加入的热量等于膨胀功。[单选题]22.关于水蒸气性质的下列描述中，不正确的是()。A.饱和温度和饱和压力是单值对应关系，温度高于临界温度时液态水不复存在B.湿蒸汽是混合着饱和水的饱和蒸汽C.汽化潜热随压力升高而变小，临界压力的汽化潜热值为零D.1kg过热蒸汽喷入少许同压力的饱和水，饱和水立即汽化而温度不变正确答案：D参考解析：过热蒸汽为饱和蒸汽。饱和水汽化需要汽化潜热量，这些热量来自于蒸汽放热降温，故向过热蒸汽喷入少许同压力的饱和水，饱和水汽化，温度会下降。[单选题]23.水蒸气在定压汽化过程中.其内能的变化Δu为()。A.Δu＝0B.Δu＝h2－h1C.Δu＝h2－h1－p（v2－v1）D.Δu＝cvΔT正确答案：C参考解析：水蒸气不是理想气体，所以内能不是温度的单值函数，而是温度和压力的函数。根据焓的定义式h＝u＋pv，则Δu＝Δh－Δ（pv）＝Δh－pΔv－vΔp。水蒸气在定压汽化过程中，Δp＝0，所以内能变化为：Δu＝Δh－Δ（pv）＝Δh－pΔv＝h2－h1－p（v2－v1）。[单选题]24.湿空气在压力不变和干球温度不变的条件下，湿球温度越低，含湿量()。A.不变B.越大C.越小D.不确定正确答案：C参考解析：含湿量是湿空气中的水蒸气质量mv与干空气质量ma的比值，即d＝mv/ma＝0.622pv/（p－pv）。在压力不变p和干球温度不变的条件下，湿球温度越低，说明空气的水蒸气分压力pv越小，含湿量d越小。[单选题]25.湿空气压力一定时，其中水蒸气的分压力取决于()。A.含湿量B.相对湿度C.干球温度D.露点温度正确答案：A参考解析：湿空气压力一定时，水蒸气的分压力pv取决于含湿量d，含湿量d的公式为：d＝mv/mw＝0.622pv/（B－pv）。相对湿度为水蒸气分压力与该温度下最大饱和水蒸气分压力的比值。[单选题]26.确定湿蒸汽状态的条件是()。A.压力与温度B.压力或温度C.压力与比容D.温度或比容正确答案：C参考解析：确定湿蒸汽状态需要两个状态参数，由于在饱和区内饱和温度与饱和压力只有一个是独立的，饱和压力对应饱和温度，所以只能取压力与比容或温度与比容两组状态参数来确定湿蒸汽状态。[单选题]27.对未饱和湿空气，露点温度为()。A.干球温度B.湿球温度C.0℃D.水